考虑层间黏聚力的水平层状围岩隧道顶板力学模型计算

作     者：罗彦斌 陈建勋 王利宝 邓祥辉 LUO Yan-bin;CHEN Jian-xun;WANG Li-bao;DENG Xiang-hui

作者机构：长安大学公路学院陕西西安710064 西安工业大学建筑工程学院陕西西安710032 

基　　金：中国博士后科学基金项目(2016M602738) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102218203 310821173102) 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2018年第31卷第10期

页      码：230-237,265页

摘      要：水平层状岩体力学性质不仅受岩层组合和结构面控制,而且与层间黏聚力密切相关。水平层状围岩隧道在施工过程中对层间黏聚力考虑不当时,极易造成设计支护参数不合理,导致拱部掉块落石、离层、弯折,甚至局部坍塌、超欠挖等工程问题,严重影响工程安全、施工质量和建设进度。目前水平层状围岩隧道顶板一般简化为锚固梁和简支梁模型,但未考虑层间黏聚力。根据水平层状围岩隧道开挖的不同阶段,将隧道顶板分别简化为开挖初始阶段的锚固梁模型和施工扰动后的简支梁模型,并利用顶板梁体模型的协调变形条件,得出梁模型的层间黏聚力计算公式。以大梁峁隧道为工程依托,分别应用考虑层间黏聚力和不考虑层间黏聚力的梁模型进行隧道临界开挖跨度计算。结果表明:考虑层间黏聚力和不考虑层间黏聚力对水平层状围岩隧道临界开挖跨度影响较大。考虑层间黏聚力时,锚固梁模型临界开挖跨度为3.36～4.75 m,简支梁模型临界开挖跨度为2.74～3.88 m;不考虑层间黏聚力时,锚固梁模型临界开挖跨度为0.14～0.30 m,简支梁模型临界开挖跨度为0.12～0.24 m。结合大梁峁隧道工程现场,隧道开挖跨度3～6 m时,拱顶会出现平顶现象,产生离层和掉块,因此考虑层间黏聚力的水平层状围岩隧道顶板力学模型更符合工程实际情况。

主 题 词：隧道工程 水平层状围岩 理论分析 最大开挖跨度 现场监测 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-7372.2018.10.022

馆 藏 号：203395321...